专题03 简单机械（期末复习讲义）八年级物理下学期新教材沪科版

专题03 简单机械（期末复习讲义） 核心考点 复习目标 考情规律 探究：杠杆的平衡条件 1. 能识别出杠杆，并能准确找出支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂。 2. 通过实验探究，能得出杠杆的平衡条件，能利用杠杆的平衡条件进行相关计算。 3. 能对杠杆进行分类，并能根据实际需要选择合适的杠杆。 基础必考点，常出作图题、实验题、计算题 滑轮及其应用 1. 认识定滑轮和动滑轮。 2. 知道定滑轮、动滑轮的特点，并能根据需要选择合适的滑轮解决实际问题。 3. 会安装滑轮组，并能根据安装情况分析施加的拉力大小与物重的关系。 基础常考点，常出选择题、作图题 机械效率 1. 能结合实例分析什么是有用功、额外功和总功。 2. 能说出机械效率含义，知道机械效率是小于1的，能利用机械效率的公式进行简单的计算。 3. 了解滑轮组机械效率的高低与物体重力的大小有关。。 基础常考点，常出选择题、计算题 知识点01 杠杆 1.杠杆的概念：在力的作用下能绕着 转动的硬棒叫杠杆。 2.杠杆的五要素——组成杠杆示意图: （1）支点：杠杆绕着转动的点。用字母O 表示。 （2）动力：使杠杆转动的力。用字母 F1 表示。 （3）阻力： 杠杆转动的力。用字母 F2 表示。 （4）动力臂：从 的距离。用字母l1表示。 （5）阻力臂：从支点到 作用线的距离。用字母l2表示。 3.杠杆力臂的画法： （1） 确定支点O。 （2） 画力的作用线（延长线或反向延长线用虚线）。 （3） 画力臂（虚线，过支点作力的作用线的垂线，垂直符号不能少）。 （4）标力臂字母（大括号）。 4.生活中的杠杆 根据动力臂l1和阻力臂l2之间的大小关系及用途的不同，杠杆分为三类——省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆 示意图 力臂关系 l1>l2 l1<l2 l1=l2 力的关系 F1<F2 F1>F2 F1=F2 杠杆转动时移动距离的关系 动力F1移动的距离大于阻力F2移动的距离 动力F1移动的距离小于阻力F2移动的距离 动力F1移动的距离等于阻力F2移动的距离 特点 省力费距离 费力省距离 不省力也不省距离， 不费力也不费距离 应用 撬棒、开酒瓶的起子、扳手、钢丝钳等 船桨、钓鱼竿、镊子、筷子、理发剪子等。 托盘天平、跷跷板、 定滑轮 知识点02 实验探究：杠杆的平衡条件 1.杠杆平衡的含义： 指杠杆 。 2.实验步骤： （1）组装、调节杠杆，使杠杆在 位置平衡（左高向 调）。 （好处： ） （2）用细线在杠杆左右两端悬挂数量不同的钩码，移动钩码位置，使杠杆重新在水平位置平衡，并记录数据。 （3）多次改变钩码个数和位置，重复实验。 3.杠杆的平衡条件：（杠杆原理） 动力×动力臂＝阻力×阻力臂。 （公式 ） 4.其它常考点： （1）支点选在杠杆中点的原因：避免杠杆 影响实验结果。 （2）改变钩码个数和位置，多次实验的目的是： 。 （3）实验中，把钩码换成弹簧测力计的好处： A.可以 力的方向。 B.可以 。 （4）当弹簧测力计从竖直拉杠杆变成倾斜拉杠杆时： 弹簧测力计示数 。原因是拉力的力臂逐渐 。 （5）注意：杠杆是否平衡，取决于力和力臂的乘积；若乘积相等就平衡，否则沿着乘积大的那端转动。 知识点03 滑轮 1.定滑轮和动滑轮： 种类 定义 实质 示意图 特点分析 定滑轮 使用时，轴固定不动的滑轮 能够连续转动的等臂杠杆 如图所示，定滑轮两边的力的方向与轮相切，定滑轮的中心为杠杆的支点，动力臂和阻力臂都等于轮半径,所以使用定滑轮不省力，但可以改变力的方向 动滑轮 轴随着物体移动的滑轮 动力臂是阻力臂二倍的杠杆 如图所示，重物的重力作用线通过滑轮中心轴，滑轮的“支点”位于绳与轮相切的点O，因此动力臂等于直径，阻力臂等于半径，动力臂是阻力臂的二倍，所以理论上动滑轮能省一半力，但不能改变力的方向 2.滑轮组： （1）定义：定滑轮、动滑轮组合在一起构成滑轮组。 （2）滑轮组特点： 使用滑轮组既能 ，又能 动力的方向。 （3）滑轮组省力情况： 不计摩擦，则拉力：F= (G物+G动) /n （4）绳子自由端移动距离：S=nh （V拉=nV物） （5）滑轮组组装方法： （1）首先根据公式n=(G物+G动) / F确定绳子的股数。 （2）然后根据“奇动偶定”的原则，结合题目的具体要求组装滑轮: A.“奇动”：承担物重的绳子段数为奇数，绳子起点系在动滑轮上。 B.“偶定”：承担物重的绳子段数为偶数，绳子起点系在定滑轮上。 C.另外，拉力的方向不同，需要定滑轮的个数也不同。 （6）绳子股数n的确定方法： 用手挡住定滑轮，看图中与动滑轮直接接触的绳子段数，就是n值。 知识点04 机械效率 1.有用功、额外功和总功： （1）有用功：将钩码提升一定的高度是我们的工作目的，动滑轮对钩码的拉力所做的功叫作有用功，用W有用表示。有用功是为了达到某一目的而必须要做的功。 （2）总功：弹簧测力计的拉力所做的功，叫作总功，用W总表示。W总=W有用+W额外。 （3）额外功：用动滑轮提升钩码时，我们还不可避免地要克服动滑轮本身所受的重力及摩擦力等因素的影响而多做一些功，这部分功叫作 功，用W额外表示。额外功是对人们没有用但又不得不做的功。 种类 杠杆 滑轮组 斜面 图示 有用功 W有=Gh W有=Gh W有=Gh 额外功 克服杠杆本身重力、摩擦力所做的功 W额=W总-W有 克服动滑轮重、绳重摩擦力所做的功： W额=W总-W有；若不计绳重及摩擦W额=G动h 克服摩擦力f所做的功： W额=W总-W有；W额=fl 总功 W总=Fs W总=Fs W总=Fl 说明 G为被提升物体的重力；h为物体升高的高度；F为拉力（动力）；s为作用力F作用点移动的距离；G动为动滑轮的重力。 2.机械效率： （1）物理学中，将有用功跟总功的比值叫做 ，用η表示。 （2）计算公式：η＝ （3）对机械效率的理解 ①机械效率总是小于1。这是因为使用任何机械都不可避免地要做额外功，所以有用功总是小于总功，机械效率通常用百分数表示。 ②机械效率并不是固定不变的。机械效率反映的是机械在一次做功的过程中有用功跟总功的比值,同一机械在不同的做功过程中，机械效率往往会不同。 ③机械效率的高低与是否省力、做功多少、物体提升的高度等因素 。 ④机械效率的高低是反映机械优劣的重要标志之一。机械效率越高，机械的性能越好。 （4）提高机械效率的方法： ①减小摩擦。 ②增大物重。（相同机械，提升物体越重，机械效率越高） ③减轻机械自重。（提升重物相同，动滑轮越重，机械效率越低） 3.测量机械效率（η）： （1）实验器材： 弹簧测力计、刻度尺、滑轮组、钩码等。 （2）实验步骤： ①测出钩码重力。 ②组装滑轮组，记下测力计和钩码位置。 ③在竖直方向上匀速拉动弹簧测力计，读出测力计示数，记下测力计和钩码通过的距离。 ④算出机械效率。 ⑤改变钩码个数或换用不同装置重复实验。 （3）实验结论： ①相同机械，提升物体越重，机械效率越高。 ②提升重物相同，动滑轮越重，机械效率越低。 题型一 探究：杠杆的平衡条件 解｜题｜技｜巧 1.画力臂的方法： （1）找到支点，确定力的作用点和方向；（2）作出力的作用线；（3）从支点向力的作用线作垂线段；（4）标出力臂。（5）画力臂的注意事项：力的作用点一定在杠杆上，但力臂不一定在杠杆上。对于直杠杆而言，当力的作用线垂直于杠杆时，力臂与杠杆重合；当表示力的线段比较短时，可将力的作用线延长，延长部分要用虚线表示。 2.最小力作图 找最长动力臂的方法：根据杠杆平衡条件画出最小力的实质是寻找最大力臂。 （1）如果动力作用点已经给出，则支点到动力作用点的距离就是可作出的最长的动力臂； （2）如果动力作用点没有确定，则选择杠杆上离支点最远的点作为动力作用点，支点到动力作用点的距离即为可作出的最长的动力臂。。 【典例1】（2026·湖南益阳·二模）如图所示，赛艇的桨可视为杠杆，下列工具正常使用时，与桨属于同类杠杆的是（　　） A．独轮车 B．核桃夹 C．筷子 D．扳手 【典例2】（2026·山西朔州·二模）桔槔是我国古代的一种汲水工具，是杠杆的一种应用，如图甲所示。图乙是桔槔的简化示意图，请在图乙中作出动力F1的力臂l1，以及杠杆受到的阻力F2。 【典例3】（2026·安徽合肥·二模）某物理跨学科实践主题学习小组利用业余时间“探究杠杆的平衡条件”。请你协助他们完成下列问题： (1)杠杆静止时如图甲所示，为了利用其探究杠杆的平衡条件，接下来的实验操作是：________。 (2)将图甲的杠杆调节好之后，在杠杆上的A点挂上总质量为200g的钩码，如图乙所示，用弹簧测力计代替钩码，将已校零的弹簧测力计挂钩用质量不计的细绳系在B点，用力斜拉弹簧测力计使杠杆水平平衡，且弹簧测力计所施拉力的方向与杠杆夹角为30°，则弹簧测力计的示数应为________ N。 (3)如图乙所示，在实验过程中，仅仅不断改变弹簧测力计施加拉力的作用点和弹簧测力计所施加拉力的大小，始终使杠杆在水平位置平衡。弹簧测力计的拉力F与其拉力臂l1的图像，如图丙所示。图像中每个点与两坐标轴围成的矩形面积均相等，其原因是：________。 【典例4】（25-26八年级下·广东清远·期中）“立夏称人”是我国传统民俗，人们用杆秤给小孩称体重，祈求健康成长，如图甲所示。杆秤可视为杠杆，如图乙所示，O为支点，A点悬挂装有小孩的篮子，B点悬挂秤砣。当杆秤处于水平平衡时，，，已知小孩和篮子的总质量为15kg，忽略绳重和杆重，g取。 (1)求小孩和篮子的总重力； (2)求秤砣的重力； (3)求秤砣的质量。 【变式1】（25-26八年级下·安徽淮南·期中）健身步道上的坐式划船训练器如图所示。人坐在座板上，用始终与把手垂直的力缓慢向后将把手拉至身体两侧，下列分析正确的是（　　） A．拉力大小不变 B．拉力大小变大 C．若要增加训练强度，配重盘应向a端移动 D．若要增加训练强度，配重盘应向b端移动 【变式2】（2026·黑龙江哈尔滨·二模）图甲所示是武汉天兴洲长江大桥，此桥是世界上最大的公铁两用斜拉桥。图乙是其部分简化模型，OB为水平桥面，O点为桥体OB的支点，OA是桥塔，请在图乙中画出： （1）斜拉钢索对桥体OB拉力最小时钢索的位置和对应的动力臂； （2）画出桥上车对桥的压力的示意图（把车等效为长方体）。 【变式3】（25-26八年级下·广东清远·期中）小明利用如图所示的装置“探究杠杆的平衡条件”，每个钩码重力为0.5N，并将收集的数据记录在下表中： 次数 动力 动力 阻力 阻力臂 1 6 5 5 6 2 5 10 10 5 3 4 15 6 10 4 2 20 8 5 (1)实验前，杠杆如图甲所示，此时杠杆处于________（选填“平衡”或“不平衡”）状态；为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆两端的平衡螺母向________（选填“左”或“右”）调节。 (2)实验中，使杠杆在水平位置平衡的目的是：便于直接测量________。 (3)小明多次改变钩码数量和位置进行实验，目的是________（选填“减小误差”或“寻找普遍规律”）。 (4)若在图丙中，弹簧测力计改为斜向下拉，杠杆仍在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数会________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 (5)小明分析发现表格设计存在缺陷，请指出________。 【变式4】（25-26八年级下·安徽淮南·期中）如图甲所示为网络流行的“反重力”桌子，其简化示意图如图乙。A为桌面部分（图中阴影部分），B为桌子的底架。这两部分之间仅靠竖直软绳CD和EF相连。已知A的总质量为5kg且质量左右对称分布；CD到A对称轴以及EF的距离分别为和。求CD和EF绳中的张力。 题型二 滑轮及其应用 解｜题｜技｜巧 1. 判断滑轮类型的方法 判断滑轮类型的方法判断滑轮是定滑轮还是动滑轮，关键看它的轴是否和被拉物体一起移动，若一起移动，则滑轮为动滑轮；若不一起移动，则为定滑轮。另外，定滑轮常常会固定在其他不动的物体上，我们也可依据这一特点来判断滑轮是否为定滑轮。 2. 滑轮组的组装 （1）确定绕绳的有效段数：根据F=G/n可得绳子的有效段数为n=G/F，也可以根据s=nh得n=s/h，计算后本着“只入不舍”的原则取整数值n，即绳子的有效段数。 （2）绕绳方式的判断—“奇动偶定”： 承重绳的股数n是偶数时，绳的起始端拴在定滑轮的挂钩上。承重绳的股数n是奇数时，绳的起始端拴在动滑轮的挂钩上。 【典例1】（25-26九年级下·四川成都·期中）如图，分别用甲、乙装置把同一物体匀速提升相同高度，不计滑轮重、绳重及摩擦。下列说法正确的是（　　） A．乙比甲更省力 B．甲、乙绳子自由端移动距离相等 C．乙中改为水平向右拉时，变大 D．升旗时，旗杆顶端的装置与乙相同 【典例2】（2026·江苏徐州·一模）按要求作图。 通过图乙滑轮组提升重物时，请画出最省力的绕绳方法。 【典例3】同学们共同研究滑轮和滑轮组的特点： (1)他们研究定滑轮特点时，做的实验如图甲所示。据此可证明：使用定滑轮可以______________________，但不可以___________。 (2)他们研究动滑轮特点时，用动滑轮匀速竖直提升重物，如图乙所示。据此可知，使用动滑轮可以____________，但不可以_________________。 (3)组装滑轮组时，他们想：利用滑轮组提升重物能否省功呢？为此，他们进行了图丙所示的实验，物体的重力为2N，测力计的示数为____________。由图丙可知，利用滑轮组提升重物可以________________（选填“省力”或“省距离”），_________________（选填“能”或“不能”）省功。 【典例4】（25-26八年级下·江西南昌·期中）如图所示，某同学站在水平地面上，向下拉动绳子自由端，使物体A在5 s内匀速上升了1 m。已知物体A重400 N，动滑轮的重力为20 N，不计滑轮组的绳重和摩擦。求： (1)这过程中绳子自由端移动的距离。 (2)绳子自由端受到的拉力。 (3)若该同学重500 N，则他利用此滑轮组能提升物体的最大重力为多少。 【变式1】如图是铁路输电线的牵引装置原理图，采用坠砣牵引来自动补偿输电线的张紧，以此保障列车集电与输电线的接触。钢绳通过滑轮组悬挂配重为6000N的坠砣，输电线的一端P点与B滑轮相连。若某段时间坠砣竖直下降了10cm，不计滑轮和钢绳自重、摩擦。下列说法正确的是（　　） A．A滑轮可以省力 B．B滑轮可以改变力的方向 C．输电线P点向右移动了5cm D．输电线对B滑轮的拉力为12000N 【变式2】（2026·广东深圳·二模）如图所示，用滑轮组（不计滑轮质量和滑轮上的摩擦）帮助汽车脱困时，汽车沿水平方向做匀速直线运动，已知施加在绳子自由端的力F为500 N，请作出汽车在水平方向上受到的力（标出力的大小）。 【变式3】（2026·安徽·二模）徽徽同学探究定滑轮和动滑轮的特点，利用滑轮、砝码和弹簧测力计组装了如图所示的三种装置。 (1)按照乙装置探究定滑轮时，徽徽觉得读数不方便，于是把测力计倒过来，即测力计吊环系在拉绳上，用手拉挂钩。此时发现弹簧测力计的示数变小了，原因是______； (2)按照丙装置探究动滑轮时，证明了弹簧测力计的示数均比装置甲测出的示数小，但多次测量发现测力计的示数总是大于物重的一半，与课本结论存在差异。若要证明课本结论是正确的，应将滑轮的______。 【变式4】（25-26八年级下·安徽淮南·期中）如图所示，有一辆总质量为1.5t的汽车陷入泥潭，司机取来一套滑轮组将汽车拉出。整个过程中，汽车沿水平方向向右移动了2m，汽车所受水平路面的摩擦力为车总重的0.12倍。（取）求： (1)绳端移动的距离； (2)至少要用多大的拉力才能拉动汽车？ 题型三 机械效率 解｜题｜技｜巧 1.如何判断三种功： （1）动力做的功为总功，机械对物体做的功为有用功。 （2）分析滑轮组提升重物所做的有用功时，只考虑物重和提升的高度，不必考虑做功的路径、方式。 （3）分析额外功时，凡是克服机械本身的摩擦力而做的功，或克服机械本身重力而做的功都是额外功。 2.功率和机械效率的辨析 功率和机械效率都是机械本身性能的重要参数，但它们是完全不同的物理量，表示机械完全不同的两个方面，功率表示做功快慢，机械效率表示有用功占总功的比值。 （1）机械效率和功率之间没有任何关系。 （2）比较功率大小时要同时考虑功和时间。 （3）在比较机械效率的大小时，只考虑有用功或只考虑总功都是错误的。 【典例1】（2026·广东深圳·二模）《墨经》中记载了一种斜面引重车，可将重物通过绳子从斜面的底端匀速拉到顶端。该定滑轮的作用是________；若斜面长为2m，高为0.5m，重物重力为3000N后轮施加在绳子上的拉力大小为1000N（不计绳重、轴处的摩擦），拉力做功为________J，斜面的机械效率为________。 【典例2】（25-26八年级下·北京延庆·期中）如图所示，小京分别用甲、乙两种不同的滑轮把同一桶沙子从一楼地面匀速竖直向上提到二楼。用甲滑轮时所做的总功为，机械效率；用乙滑轮时所做的总功为，机械效率为。关于和、和的大小关系，下列选项正确的是（　　） A． B． C． D． 【典例3】（2026·广东深圳·二模）用如图所示装置测量滑轮组的机械效率，部分实验数据如表。 实验次数 钩码重力G/N 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳子自由端移动距离s/cm 机械效率 1 2.0 5 1.0 15 66.7% 2 4.0 5 1.8 15 74.1% 3 4.0 10 1.8 30 74.1% (1)实验过程中，在竖直方向上缓慢拉动弹簧测力计，同时进行读数，应使钩码做______运动。 (2)汽车作为一种“机械”，提高效率对节能减排有重要意义。以下三种提高效率的方法中，方法______与1、2次实验给我们的启示相同。 方法一：鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量装满人员。 方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车重力。 方法三：经常给汽车做保养，保持良好的润滑。 (3)分析2、3次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度______（有关/无关）。 (4)小明想对测得的机械效率取平均值，并认为它是这个滑轮组准确的机械效率。你认为这种做法______（选填“正确”或“错误”），理由是______。 (5)实验过程中如果弹簧测力计在静止状态下读数，测得的机械效率将______（选填“偏大”“偏小”或“更准确”）。 【典例4】（2026·山东日照·一模）小丽家阳台上有一种升降晾衣架，如图，它是由4个定滑轮和2个动滑轮及横梁组成，拉动绳子的末端可以使晾衣架升降，假设在升降过程中衣架横梁始终保持水平。晾晒衣物时，若将重70N的衣物匀速提起0.8m，小丽需要用20N的拉力拉动绳子。求： (1)晾衣架提升衣服做了多少有用功？ (2)小丽做了多少总功？ (3)晾衣架的机械效率是多少？ 【变式1】如图所示，工人师傅搬运货物时，在地面和卡车的车厢间倾斜放置一长的木板，将地面上重的货物沿长木板匀速推上高的车厢，用时，工人沿斜面向上的推力为。该过程中，下列说法正确的是（　　） A．使用该装置能省功 B．货物重力不做功 C．推力做功的功率为 D．该装置的机械效率为75% 【变式2】（25-26九年级下·重庆梁平·期中）如图所示的电动起重机动滑轮装置，绳子一端固定，一端为自由端。将质量为540kg的建筑材料匀速提升10m，用时20s。已知电动机提供自由端拉力恒为3000N，g取10N/kg。下列说法正确的是（　　） A．该动滑轮的机械效率为90% B．提升过程中，该装置的有用功为 C．绳子自由端拉力功率为1500W D．该装置的动滑轮自重800N 【变式3】（2026·陕西·一模）在探究“影响斜面机械效率的因素”的实验中，同学们提出以下猜想： 猜想一：斜面的机械效率可能跟斜面的倾斜程度有关； 猜想二：斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关； 猜想三：斜面的机械效率可能跟物体的重力有关； 为了验证以上猜想，小铭和同学们找来棉布、两个相同的木块、一块长木板，并将其一端垫高，构成长度一定，高度可调的斜面。用弹簧测力计沿平行于斜面向上的方向拉着木块做匀速直线运动。记录木块的重力、拉力、斜面的高度和长度的数据如表所示，请完成相关问题。 实验次数 接触面 物重G/N 斜面高度h/m 斜面长度s/m 沿斜面拉力F/N 机械效率η 1 木板 2 0.2 1 0.7 57.1% 2 木板 2 0.4 1 1 80% 3 木板 2 0.5 1 1.1 ___________① 4 毛巾 2 0.5 1 1.4 71.4% 5 毛巾 4 0.5 1 2.8 71.4% (1)表格中①处的数据应该为___________（保留到0.1%） (2)分析1、2、3三次实验数据，可以验证猜想___________是正确的；在第2次实验中，木块所受的摩擦力为___________N； (3)分析___________两次实验数据，可知在其他条件一定时，斜面越粗糙，机械效率越小； (4)分析数据可知，斜面的机械效率与物体的重力___________（选填“有关”“无关”）； (5)由实验数据可知，使用斜面可以___________（选填“省力”或“省功”）； (6)实验结束后，小铭和同学对实验过程进行了反思：在测木块的重力前沿竖直方向对弹簧测力计进行了调零，测完重力后就开始测量沿斜面向上的拉力，这可能会对机械效率的测量结果有影响。你认为这样的操作会使得测量的机械效率___________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【变式4】（2026·安徽合肥·一模）家电“国补”政策拉动了消费，给市民带来了实惠。某小区业主购买了一台100英寸电视机，由于楼梯、电梯空间不足，工人师傅采取室外吊装方式上楼。已知电视机及包装箱总质量为72kg。吊装时工人师傅用滑轮组在100s内将包装箱匀速提高20m，示意图如图所示。每个滑轮重，不计绳重及摩擦，取。求： (1)电视机及包装箱总重； (2)工人所施加的拉力做功的功率； (3)上述过程中，该装置的机械效率。 期末基础通关练（测试时间：10分钟） 1．如图所示，是根据历史资料制作的抛石机模型。O为支点，A为重物，在B端放上“石弹”，松开绳索，“石弹”被抛出，重物A的________能是“石弹”被抛出的能量来源；若想增大“石弹”的射程，可以尝试________（写出一种改进方法）。 2．如图所示，轻质杠杆AB长为2m，AO长为0.4m，物体G的重力为40N，为使杠杆水平平衡，在B点应至少施加一个__________N的力F，方向__________。如果G为80N，为使杠杆水平平衡，在B点应至少施加一个____________N的力。 3．如图所示，这是一种健身用的简易拉力器，它的滑轮属于________（选填“定”或“动”）滑轮，作用是改变力的________，不计绳重和摩擦，配重的重力为200N，人拉动配重的最小力为________N。 4．如图所示是公共场所残疾人专用斜面通道。现用平行于斜面向上大小为150N的推力将一位坐轮椅的老人沿4m长的斜面匀速推上0.6m高的平台。若老人与轮椅总重700N，不计空气阻力，则该斜面的机械效率为________。 5．如图所示是生活中几种常见的杠杆，其中属于省力杠杆的是（　　） A．开瓶器 B．筷子 C．托盘天平 D．鱼竿 6．如图所示，是自卸车的示意图，车厢部分可视为杠杆，则下列分析错误的是（　　） ①C点是支点 ②液压杆B施的力是动力，货物重力是阻力 ③物体A放在车厢后部可省力 ④物体A放在车厢前部可省力 A．只有①和② B．只有①和③ C．只有③和④ D．只有②和④ 7．图甲所示为某种开瓶器的操作方式，将其部分简化为如图乙所示的杠杆，开瓶器与瓶盖接触的点为支点，开瓶器受到的阻力为。请作出作用在点的最小动力的示意图及阻力的阻力臂（保留作图痕迹）。 8．图甲是手持式起钉器。在起钉时整个起钉器可以看作一个杠杆，可以取门形钉（）和U形钉。使用时将起钉撬板插入钉子里，然后往下扳动手柄，使钉子出来，其简化图如图乙，支点为。请画出在点用力将钉子起出来的最小力及力臂。 9．如图所示，用滑轮组将重为的物体匀速提升，若不计滑轮重、绳重和摩擦，拉力的大小为（　　） A． B．200N C． D．1200N 期末重难突破练（测试时间：10分钟） 10．如下列图片所示，不计绳重、滑轮重和绳子与滑轮之间的摩擦，用三种不同的方式分别拉同一物体在同一水平地面上做匀速直线运动，所用拉力分别为、、。它们的大小关系正确的是（　　） A． B． C． D． 11．如图所示，用甲、乙两个滑轮组在相同时间内分别将物体M、N匀速提升，拉力分别为、，此过程相关数据如图所示.下列有关此过程的说法中，正确的是（　　） A．甲、乙两滑轮组中，绳子自由端移动的距离关系为 B．甲、乙两滑轮组的机械效率关系为 C．物体M、N的重力大小关系为 D．提升物体时两拉力的功率大小关系为 12．某同学在家利用一模一样的两个衣架组装成简易滑轮组。如图所示，他将重为3N的矿泉水瓶匀速提升0.5m，绳端拉力大小只有0.8N（不考虑绳子的自重和摩擦g取10N/kg），下列说法正确的是（　　） A．甲衣架与天花板之间那段绳子的拉力为4.8N B．乙衣架的质量为1kg C．自由端绳子通过的距离为3m D．拉力F所做的有用功为1.5J 13．如图所示，杠杆水平平衡。下列操作中会使弹簧测力计示数变小的是（    ） A．增加钩码的个数 B．将钩码悬挂点的位置向左移 C．保持拉力方向不变，将弹簧测力计向右移 D．保持弹簧测力计悬挂点的位置不变，使其顺时针旋转45° 14．如图所示，斜面底端A点到斜面上B点的距离L为80cm，B点距水平地面高度h为20cm。沿斜面向上用0.8N的拉力F将重为2N的木块匀速拉到图中虚框所示位置，用时2s。这段过程中拉力F做的功为W，功率为P，斜面的机械效率为η，木块在该斜面上受到的滑动摩擦力为f。下列说法中（　　） ①W=0.4J　②P=0.32W　③η=62.5%　④f=0.8N A．只有②③正确 B．只有①②④正确 C．只有③④正确 D．只有①③④正确 期末综合拓展练（测试时间：10分钟） 15．小黎和小明用一个两侧对称，质地均匀的衣架，在家探究“杠杆的平衡条件”。 (1)小黎将衣架悬挂起来，如图（a）所示，衣架恰好在水平位置平衡。衣架相当于一个__________杠杆，其支点是______（填“”或“”）； (2)在衣架两侧、位置，分别用细线悬挂数量不同的凤尾夹（每个凤尾夹重力均为），使衣架在______位置平衡，如图（b）所示，并用刻度尺测量出到、两点的距离，即可得到两侧的力臂的数值。实验数据如下表所示： 次数 左侧 右侧 1 0.3 20 0.4 15 2 0.1 12 0.3 4 3 0.2 8 0.2 8 4 0.4 10 0.2 20 5 0.5 10 0.2 ？ 根据前四次实验数据，可得出杠杆平衡的条件是：当杠杆平衡时，______；（用公式表示） (3)如图（c）是第五次实验的情景，请根据杠杆平衡的条件，将表格中的数据补充完整：______； (4)小明认为小黎测量的到、两点的距离其实并不是力臂，这对实验结论的得出______（填“A．有”或“B．没有”）影响； (5)小明在衣架上距均为的、位置上，分别挂上了2个和3个凤尾夹，静止时如图（d）所示，此时，衣架处于______（填“A．平衡”或“B．非平衡”）状态，此时，、两点到的距离______（填“A．等于”或“B．不等于”）力臂。 16．如图所示，支撑杠杆水平平衡的支架AOB随物体M在水中能上下运动，杠杆保持水平平衡，轻质杠杆LOA∶LOB=2∶5，某同学质量为50kg，人与地面的接触面积为250cm2，利用这个装置将物体匀速放入容器中，在M被浸没在水里的过程中，用力F1拉动绳自由端匀速竖直向下运动时，人对地面的压强为1.2×104Pa。已知物体M的体积是0.05m3，动滑轮的重力为60N。（杆的自重、绳的重力、滑轮与绳的摩擦及液体对物体的阻力不计，g=10N/kg）求： (1)物体M浸没在水里受到的浮力； (2)拉力F1的大小； (3)物体M的密度； (4)物体M被浸没在水中的过程时，滑轮组的机械效率。 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 简单机械（期末复习讲义） 核心考点 复习目标 考情规律 探究：杠杆的平衡条件 1. 能识别出杠杆，并能准确找出支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂。 2. 通过实验探究，能得出杠杆的平衡条件，能利用杠杆的平衡条件进行相关计算。 3. 能对杠杆进行分类，并能根据实际需要选择合适的杠杆。 基础必考点，常出作图题、实验题、计算题 滑轮及其应用 1. 认识定滑轮和动滑轮。 2. 知道定滑轮、动滑轮的特点，并能根据需要选择合适的滑轮解决实际问题。 3. 会安装滑轮组，并能根据安装情况分析施加的拉力大小与物重的关系。 基础常考点，常出选择题、作图题 机械效率 1. 能结合实例分析什么是有用功、额外功和总功。 2. 能说出机械效率含义，知道机械效率是小于1的，能利用机械效率的公式进行简单的计算。 3. 了解滑轮组机械效率的高低与物体重力的大小有关。。 基础常考点，常出选择题、计算题 知识点01 杠杆 1.杠杆的概念：在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。 2.杠杆的五要素——组成杠杆示意图: （1）支点：杠杆绕着转动的点。用字母O 表示。 （2）动力：使杠杆转动的力。用字母 F1 表示。 （3）阻力：阻碍杠杆转动的力。用字母 F2 表示。 （4）动力臂：从支点到动力作用线的距离。用字母l1表示。 （5）阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。用字母l2表示。 3.杠杆力臂的画法： （1） 确定支点O。 （2） 画力的作用线（延长线或反向延长线用虚线）。 （3） 画力臂（虚线，过支点作力的作用线的垂线，垂直符号不能少）。 （4）标力臂字母（大括号）。 4.生活中的杠杆 根据动力臂l1和阻力臂l2之间的大小关系及用途的不同，杠杆分为三类——省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆 示意图 力臂关系 l1>l2 l1<l2 l1=l2 力的关系 F1<F2 F1>F2 F1=F2 杠杆转动时移动距离的关系 动力F1移动的距离大于阻力F2移动的距离 动力F1移动的距离小于阻力F2移动的距离 动力F1移动的距离等于阻力F2移动的距离 特点 省力费距离 费力省距离 不省力也不省距离， 不费力也不费距离 应用 撬棒、开酒瓶的起子、扳手、钢丝钳等 船桨、钓鱼竿、镊子、筷子、理发剪子等。 托盘天平、跷跷板、 定滑轮 知识点02 实验探究：杠杆的平衡条件 1.杠杆平衡的含义： 指杠杆静止或匀速转动。 2.实验步骤： （1）组装、调节杠杆，使杠杆在水平位置平衡（左高向左调）。 （好处：方便直接读出力臂） （2）用细线在杠杆左右两端悬挂数量不同的钩码，移动钩码位置，使杠杆重新在水平位置平衡，并记录数据。 （3）多次改变钩码个数和位置，重复实验。 3.杠杆的平衡条件：（杠杆原理） 动力×动力臂＝阻力×阻力臂。 （公式F1l1=F2l2 ） 4.其它常考点： （1）支点选在杠杆中点的原因：避免杠杆自重影响实验结果。 （2）改变钩码个数和位置，多次实验的目的是：得出普遍规律。 （3）实验中，把钩码换成弹簧测力计的好处： A.可以改变力的方向。 B.可以直接读出拉力大小。 （4）当弹簧测力计从竖直拉杠杆变成倾斜拉杠杆时： 弹簧测力计示数变大。原因是拉力的力臂逐渐变小。 （5）注意：杠杆是否平衡，取决于力和力臂的乘积；若乘积相等就平衡，否则沿着乘积大的那端转动。 知识点03 滑轮 1.定滑轮和动滑轮： 种类 定义 实质 示意图 特点分析 定滑轮 使用时，轴固定不动的滑轮 能够连续转动的等臂杠杆 如图所示，定滑轮两边的力的方向与轮相切，定滑轮的中心为杠杆的支点，动力臂和阻力臂都等于轮半径,所以使用定滑轮不省力，但可以改变力的方向 动滑轮 轴随着物体移动的滑轮 动力臂是阻力臂二倍的杠杆 如图所示，重物的重力作用线通过滑轮中心轴，滑轮的“支点”位于绳与轮相切的点O，因此动力臂等于直径，阻力臂等于半径，动力臂是阻力臂的二倍，所以理论上动滑轮能省一半力，但不能改变力的方向 2.滑轮组： （1）定义：定滑轮、动滑轮组合在一起构成滑轮组。 （2）滑轮组特点： 使用滑轮组既能省力，又能改变动力的方向。 （3）滑轮组省力情况： 不计摩擦，则拉力：F= (G物+G动) /n （4）绳子自由端移动距离：S=nh （V拉=nV物） （5）滑轮组组装方法： （1）首先根据公式n=(G物+G动) / F确定绳子的股数。 （2）然后根据“奇动偶定”的原则，结合题目的具体要求组装滑轮: A.“奇动”：承担物重的绳子段数为奇数，绳子起点系在动滑轮上。 B.“偶定”：承担物重的绳子段数为偶数，绳子起点系在定滑轮上。 C.另外，拉力的方向不同，需要定滑轮的个数也不同。 （6）绳子股数n的确定方法： 用手挡住定滑轮，看图中与动滑轮直接接触的绳子段数，就是n值。 知识点04 机械效率 1.有用功、额外功和总功： （1）有用功：将钩码提升一定的高度是我们的工作目的，动滑轮对钩码的拉力所做的功叫作有用功，用W有用表示。有用功是为了达到某一目的而必须要做的功。 （2）总功：弹簧测力计的拉力所做的功，叫作总功，用W总表示。W总=W有用+W额外。 （3）额外功：用动滑轮提升钩码时，我们还不可避免地要克服动滑轮本身所受的重力及摩擦力等因素的影响而多做一些功，这部分功叫作额外功，用W额外表示。额外功是对人们没有用但又不得不做的功。 种类 杠杆 滑轮组 斜面 图示 有用功 W有=Gh W有=Gh W有=Gh 额外功 克服杠杆本身重力、摩擦力所做的功 W额=W总-W有 克服动滑轮重、绳重摩擦力所做的功： W额=W总-W有；若不计绳重及摩擦W额=G动h 克服摩擦力f所做的功： W额=W总-W有；W额=fl 总功 W总=Fs W总=Fs W总=Fl 说明 G为被提升物体的重力；h为物体升高的高度；F为拉力（动力）；s为作用力F作用点移动的距离；G动为动滑轮的重力。 2.机械效率： （1）物理学中，将有用功跟总功的比值叫做机械效率，用η表示。 （2）计算公式：η＝ （3）对机械效率的理解 ①机械效率总是小于1。这是因为使用任何机械都不可避免地要做额外功，所以有用功总是小于总功，机械效率通常用百分数表示。 ②机械效率并不是固定不变的。机械效率反映的是机械在一次做功的过程中有用功跟总功的比值,同一机械在不同的做功过程中，机械效率往往会不同。 ③机械效率的高低与是否省力、做功多少、物体提升的高度等因素无关。 ④机械效率的高低是反映机械优劣的重要标志之一。机械效率越高，机械的性能越好。 （4）提高机械效率的方法： ①减小摩擦。 ②增大物重。（相同机械，提升物体越重，机械效率越高） ③减轻机械自重。（提升重物相同，动滑轮越重，机械效率越低） 3.测量机械效率（η）： （1）实验器材： 弹簧测力计、刻度尺、滑轮组、钩码等。 （2）实验步骤： ①测出钩码重力。 ②组装滑轮组，记下测力计和钩码位置。 ③在竖直方向上匀速拉动弹簧测力计，读出测力计示数，记下测力计和钩码通过的距离。 ④算出机械效率。 ⑤改变钩码个数或换用不同装置重复实验。 （3）实验结论： ①相同机械，提升物体越重，机械效率越高。 ②提升重物相同，动滑轮越重，机械效率越低。 题型一 探究：杠杆的平衡条件 解｜题｜技｜巧 1.画力臂的方法： （1）找到支点，确定力的作用点和方向；（2）作出力的作用线；（3）从支点向力的作用线作垂线段；（4）标出力臂。（5）画力臂的注意事项：力的作用点一定在杠杆上，但力臂不一定在杠杆上。对于直杠杆而言，当力的作用线垂直于杠杆时，力臂与杠杆重合；当表示力的线段比较短时，可将力的作用线延长，延长部分要用虚线表示。 2.最小力作图 找最长动力臂的方法：根据杠杆平衡条件画出最小力的实质是寻找最大力臂。 （1）如果动力作用点已经给出，则支点到动力作用点的距离就是可作出的最长的动力臂； （2）如果动力作用点没有确定，则选择杠杆上离支点最远的点作为动力作用点，支点到动力作用点的距离即为可作出的最长的动力臂。。 【典例1】（2026·湖南益阳·二模）如图所示，赛艇的桨可视为杠杆，下列工具正常使用时，与桨属于同类杠杆的是（　　） A．独轮车 B．核桃夹 C．筷子 D．扳手 【答案】C 【详解】赛艇的桨使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。 A．独轮车使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，与桨不同类，故A不符合题意； B．核桃夹使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，与桨不同类，故B不符合题意； C．筷子使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，与桨同类，故C符合题意； D．扳手使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，与桨不同类，故D不符合题意。 故选C。 【典例2】（2026·山西朔州·二模）桔槔是我国古代的一种汲水工具，是杠杆的一种应用，如图甲所示。图乙是桔槔的简化示意图，请在图乙中作出动力F1的力臂l1，以及杠杆受到的阻力F2。 【答案】 【详解】动力臂是支点到动力作用线的垂直距离，需过向的作用线作垂线，该垂线段即为。阻力是水桶对杠杆的拉力，作用点在右侧细绳与杠杆的连接处，方向竖直向下，因此需从该连接处沿竖直向下画带箭头的线段并标。 【典例3】（2026·安徽合肥·二模）某物理跨学科实践主题学习小组利用业余时间“探究杠杆的平衡条件”。请你协助他们完成下列问题： (1)杠杆静止时如图甲所示，为了利用其探究杠杆的平衡条件，接下来的实验操作是：________。 (2)将图甲的杠杆调节好之后，在杠杆上的A点挂上总质量为200g的钩码，如图乙所示，用弹簧测力计代替钩码，将已校零的弹簧测力计挂钩用质量不计的细绳系在B点，用力斜拉弹簧测力计使杠杆水平平衡，且弹簧测力计所施拉力的方向与杠杆夹角为30°，则弹簧测力计的示数应为________ N。 (3)如图乙所示，在实验过程中，仅仅不断改变弹簧测力计施加拉力的作用点和弹簧测力计所施加拉力的大小，始终使杠杆在水平位置平衡。弹簧测力计的拉力F与其拉力臂l1的图像，如图丙所示。图像中每个点与两坐标轴围成的矩形面积均相等，其原因是：________。 【答案】(1)向左调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡 (2)3 (3)杠杆平衡时动力×动力臂=阻力×阻力臂，实验中阻力和阻力臂均不变，因此动力与动力臂的乘积不变，所以矩形面积相等。 【详解】（1）图甲中杠杆左高右低，右侧偏重，根据杠杆调节规则，应向左调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，该操作便于后续测量力臂。 （2）设杠杆每格长度为，由图乙可知：阻力（钩码重力），阻力臂 支点到点的距离，拉力与杠杆夹角为  ，由几何关系得动力臂 根据杠杆平衡条件得 解得 （3）图像中，点与坐标轴围成的矩形面积，即动力与动力臂的乘积。 根据杠杆平衡条件得 本实验中钩码重力（阻力）和阻力臂都不变，因此为定值，故所有矩形面积相等。 【典例4】（25-26八年级下·广东清远·期中）“立夏称人”是我国传统民俗，人们用杆秤给小孩称体重，祈求健康成长，如图甲所示。杆秤可视为杠杆，如图乙所示，O为支点，A点悬挂装有小孩的篮子，B点悬挂秤砣。当杆秤处于水平平衡时，，，已知小孩和篮子的总质量为15kg，忽略绳重和杆重，g取。 (1)求小孩和篮子的总重力； (2)求秤砣的重力； (3)求秤砣的质量。 【答案】(1)150N (2)30N (3)3kg 【详解】（1）小孩和篮子的总重力 （2）根据杠杆平衡条件可得秤砣的重力 （3）由得秤砣的质量 【变式1】（25-26八年级下·安徽淮南·期中）健身步道上的坐式划船训练器如图所示。人坐在座板上，用始终与把手垂直的力缓慢向后将把手拉至身体两侧，下列分析正确的是（　　） A．拉力大小不变 B．拉力大小变大 C．若要增加训练强度，配重盘应向a端移动 D．若要增加训练强度，配重盘应向b端移动 【答案】C 【详解】AB．拉力始终与把手垂直，因此动力臂始终等于把手长度，保持不变。配重的重力G是阻力，大小不变；当把手向后拉时，配重的阻力臂（配重到支点的垂直距离）会逐渐变小。根据杠杆平衡条件，拉力（动力）变小，故AB错误； CD．训练强度增大，意味着在相同把手位置，需要的拉力变大。由可知，在配重的重力G和动力臂不变的情况下，需要增大阻力臂。因此，要增加训练强度，配重盘应向a端移动，故C正确，D错误。 故选C。 【变式2】（2026·黑龙江哈尔滨·二模）图甲所示是武汉天兴洲长江大桥，此桥是世界上最大的公铁两用斜拉桥。图乙是其部分简化模型，OB为水平桥面，O点为桥体OB的支点，OA是桥塔，请在图乙中画出： （1）斜拉钢索对桥体OB拉力最小时钢索的位置和对应的动力臂； （2）画出桥上车对桥的压力的示意图（把车等效为长方体）。 【答案】 【详解】（1）根据杠杆平衡条件，当阻力F2和阻力臂l2一定时，动力臂l1越长，动力F1越小； 在图乙中，在桥面OB和桥塔OA所有的拉索中，拉力的方向沿绳索向上；拉索连接在AB两点时，过O点作AB的垂线段，即为拉力的力臂l1；在所有拉力的力臂中，力臂l1最长，因此沿拉索AB向上的拉力F1最小。 （2） 车对桥的压力F的作用点在车与桥的接触面上（可画在车的底部中点），方向垂直于桥面向下，过作用点作垂直桥面向下的有向线段，标上压力的符号F，即为压力的示意图， 【变式3】（25-26八年级下·广东清远·期中）小明利用如图所示的装置“探究杠杆的平衡条件”，每个钩码重力为0.5N，并将收集的数据记录在下表中： 次数 动力 动力 阻力 阻力臂 1 6 5 5 6 2 5 10 10 5 3 4 15 6 10 4 2 20 8 5 (1)实验前，杠杆如图甲所示，此时杠杆处于________（选填“平衡”或“不平衡”）状态；为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆两端的平衡螺母向________（选填“左”或“右”）调节。 (2)实验中，使杠杆在水平位置平衡的目的是：便于直接测量________。 (3)小明多次改变钩码数量和位置进行实验，目的是________（选填“减小误差”或“寻找普遍规律”）。 (4)若在图丙中，弹簧测力计改为斜向下拉，杠杆仍在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数会________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 (5)小明分析发现表格设计存在缺陷，请指出________。 【答案】(1) 平衡 右 (2)力臂 (3)寻找普遍规律 (4)变大 (5)物理量没有标注单位 【详解】（1）[1]杠杆静止时就处于平衡状态，因此倾斜静止的杠杆属于平衡状态。 [2]图甲中杠杆左端下沉、右端上翘，平衡螺母应向杠杆上翘的一端（右端）调节。 （2）杠杆在水平位置平衡时，拉力（竖直方向）与杠杆垂直，力臂与杠杆重合，可以直接从杠杆上读出力臂的大小，因此目的是便于直接测量力臂。 （3）本实验是探究规律类实验，多次改变钩码数量和位置进行实验，是为了避免单次实验的偶然性，寻找杠杆平衡的普遍规律。 （4）弹簧测力计斜拉时，动力臂会变小，而阻力和阻力臂都不变，根据杠杆平衡条件，动力会变大，因此弹簧测力计的示数会变大。 （5）观察表格可知，表格中所有物理量都没有标注单位，不符合实验表格的设计规范，这是表格设计的缺陷。 【变式4】（25-26八年级下·安徽淮南·期中）如图甲所示为网络流行的“反重力”桌子，其简化示意图如图乙。A为桌面部分（图中阴影部分），B为桌子的底架。这两部分之间仅靠竖直软绳CD和EF相连。已知A的总质量为5kg且质量左右对称分布；CD到A对称轴以及EF的距离分别为和。求CD和EF绳中的张力。 【答案】， 【详解】A的重力 计算CD绳子的张力时，E为支点，则此时的A的重力的力臂 CD绳子张力的力臂 根据杠杆的平衡条件可知，即 解得 计算EF绳子的张力时，D为支点，则此时的A的重力的力臂 EF绳子张力的力臂 根据杠杆的平衡条件可知，即 解得 题型二 滑轮及其应用 解｜题｜技｜巧 1. 判断滑轮类型的方法 判断滑轮类型的方法判断滑轮是定滑轮还是动滑轮，关键看它的轴是否和被拉物体一起移动，若一起移动，则滑轮为动滑轮；若不一起移动，则为定滑轮。另外，定滑轮常常会固定在其他不动的物体上，我们也可依据这一特点来判断滑轮是否为定滑轮。 2. 滑轮组的组装 （1）确定绕绳的有效段数：根据F=G/n可得绳子的有效段数为n=G/F，也可以根据s=nh得n=s/h，计算后本着“只入不舍”的原则取整数值n，即绳子的有效段数。 （2）绕绳方式的判断—“奇动偶定”： 承重绳的股数n是偶数时，绳的起始端拴在定滑轮的挂钩上。承重绳的股数n是奇数时，绳的起始端拴在动滑轮的挂钩上。 【典例1】（25-26九年级下·四川成都·期中）如图，分别用甲、乙装置把同一物体匀速提升相同高度，不计滑轮重、绳重及摩擦。下列说法正确的是（　　） A．乙比甲更省力 B．甲、乙绳子自由端移动距离相等 C．乙中改为水平向右拉时，变大 D．升旗时，旗杆顶端的装置与乙相同 【答案】D 【详解】首先判断滑轮类型：甲是动滑轮，乙是定滑轮，结合题干条件（不计滑轮重、绳重及摩擦，同一物体，提升相同高度）逐个分析： A．动滑轮可省一半力，；定滑轮不省力，，因此甲比乙更省力，故A错误； B．物体提升高度为，动滑轮自由端移动距离，定滑轮自由端移动距离，二者不相等，故B错误； C．定滑轮是等臂杠杆，无论拉力方向如何改变，拉力的力臂始终等于滑轮半径，因此大小始终等于，不会变大，故C错误； D．升旗时，旗杆顶端的滑轮是定滑轮，作用是改变拉力的方向，和图乙装置类型相同，故D正确。 故选D。 【典例2】（2026·江苏徐州·一模）按要求作图。 )通过图乙滑轮组提升重物时，请画出最省力的绕绳方法。 【答案】) 【详解】滑轮组的省力程度由承担物重的绳子段数决定，越大越省力；本题有1个定滑轮、1个动滑轮，最大，根据绕绳规律“奇动偶定”（为奇数时，绕绳起点固定在动滑轮挂钩）。将绳子一端固定在下方动滑轮的上端挂钩，绳子向上绕过顶部的定滑轮，再向下绕过下方的动滑轮，末端即为拉力自由端，该绕法绳子段数最多，最省力，据此作图。 【典例3】同学们共同研究滑轮和滑轮组的特点： (1)他们研究定滑轮特点时，做的实验如图甲所示。据此可证明：使用定滑轮可以______________________，但不可以___________。 (2)他们研究动滑轮特点时，用动滑轮匀速竖直提升重物，如图乙所示。据此可知，使用动滑轮可以____________，但不可以_________________。 (3)组装滑轮组时，他们想：利用滑轮组提升重物能否省功呢？为此，他们进行了图丙所示的实验，物体的重力为2N，测力计的示数为____________。由图丙可知，利用滑轮组提升重物可以________________（选填“省力”或“省距离”），_________________（选填“能”或“不能”）省功。 【答案】(1) 改变力的方向 省力 (2) 省力 改变力的方向 (3) 0.8N 省力 不能 【详解】（1）[1][2]由图甲知，物体重力为，弹簧测力计的拉力的大小为，向下用力可将物体向上提起，所用力的大小与物体的重力相等，所以定滑轮可以改变力的方向，但不可以省力。 （2）[1][2]由图乙知，弹簧测力计的拉力为，物体重力为，向上拉弹簧测力计时，可将物体向上提起，所用力的大小比物体的重力小，所以动滑轮可以省力，但不可以改变力的方向。 （3）[1][2][3]由图丙知，测力计的分度值为，示数为；物体的重力为，向上用力提升物体时，所用力的大小比物体的重力小，可以省力；根据功的原理，使用任何机械都不省功，所以滑轮组不能省功。 【典例4】（25-26八年级下·江西南昌·期中）如图所示，某同学站在水平地面上，向下拉动绳子自由端，使物体A在5 s内匀速上升了1 m。已知物体A重400 N，动滑轮的重力为20 N，不计滑轮组的绳重和摩擦。求： (1)这过程中绳子自由端移动的距离。 (2)绳子自由端受到的拉力。 (3)若该同学重500 N，则他利用此滑轮组能提升物体的最大重力为多少。 【答案】(1) 2m (2) 210N (3) 980N 【详解】（1）由图可知，该滑轮组承担物重的绳子段数 则滑轮组绳子自由端移动距离 （2）不计绳重和摩擦，绳子自由端受到的拉力 （3）该同学站在水平地面上，对绳子的最大拉力不能超过自身重力，否则会被绳子拉离地面，因此绳子自由端的最大拉力 代入数据计算得 【变式1】如图是铁路输电线的牵引装置原理图，采用坠砣牵引来自动补偿输电线的张紧，以此保障列车集电与输电线的接触。钢绳通过滑轮组悬挂配重为6000N的坠砣，输电线的一端P点与B滑轮相连。若某段时间坠砣竖直下降了10cm，不计滑轮和钢绳自重、摩擦。下列说法正确的是（　　） A．A滑轮可以省力 B．B滑轮可以改变力的方向 C．输电线P点向右移动了5cm D．输电线对B滑轮的拉力为12000N 【答案】D 【详解】A．A滑轮是定滑轮，定滑轮不省力，只能改变力的方向，故A错误； B．B滑轮是动滑轮，动滑轮的作用是省力，不能改变力的方向，故B错误； C．坠砣下降10cm，A滑轮左侧钢绳缩短10cm，这部分长度由B滑轮两侧的钢绳分担，因此P点移动距离为，方向向左，故C错误； D．因为不计滑轮和钢绳自重、摩擦，而B滑轮为动滑轮，会承担2段钢绳拉力，每段拉力等于坠砣重力6000N，所以输电线对B滑轮的拉力为 故D正确。 故选D。 【变式2】（2026·广东深圳·二模）如图所示，用滑轮组（不计滑轮质量和滑轮上的摩擦）帮助汽车脱困时，汽车沿水平方向做匀速直线运动，已知施加在绳子自由端的力F为500 N，请作出汽车在水平方向上受到的力（标出力的大小）。 【答案】 【详解】汽车在水平方向上做匀速直线运动，处于受力平衡状态，因此其受到的向左的拉力与向右的摩擦力是一对大小相等的平衡力。观察图中的滑轮组连接方式可知，动滑轮A由两段绳子牵引，所以滑轮组对汽车的水平向左拉力大小为，由此推知地面对汽车的水平向右的摩擦力大小同样为1000N。 因此，在图中的汽车重心处沿水平方向向左画一条带箭头的线段，并标注；然后从同一点沿水平方向向右画一条长度相等的带箭头线段，并标注 【变式3】（2026·安徽·二模）徽徽同学探究定滑轮和动滑轮的特点，利用滑轮、砝码和弹簧测力计组装了如图所示的三种装置。 (1)按照乙装置探究定滑轮时，徽徽觉得读数不方便，于是把测力计倒过来，即测力计吊环系在拉绳上，用手拉挂钩。此时发现弹簧测力计的示数变小了，原因是______； (2)按照丙装置探究动滑轮时，证明了弹簧测力计的示数均比装置甲测出的示数小，但多次测量发现测力计的示数总是大于物重的一半，与课本结论存在差异。若要证明课本结论是正确的，应将滑轮的______。 【答案】(1)弹簧测力计自身有重力 (2)重力计入总物重 【详解】（1）在探究定滑轮时，照图乙操作，觉得读数不方便，于是把测力计倒过来，即测力计吊环系在拉绳上；此时弹簧测力计受力情况是：受到向上绳子的拉力（大小等于钩码重），受到向下的自身重力和手的向下拉力；这时测力计测量的是手向下的拉力，大小等于绳子自由端的拉力与测力计重力之差，所以在匀速拉动时，会造成测力计的示数变小。 （2）理想状态下“动滑轮拉力为物重的一半”的结论，是忽略了动滑轮自身重力的前提。实际实验中，动滑轮本身有重量，拉力需要同时提升物体和动滑轮，因此实际拉力会大于物重的一半。 如果要验证课本的理想结论，需要把动滑轮的重力纳入总物重计算：即测量出动滑轮的重力，将物重和动滑轮的总重力作为被提升的总重量，此时拉力大小就等于总重力的一半，符合课本结论。 【变式4】（25-26八年级下·安徽淮南·期中）如图所示，有一辆总质量为1.5t的汽车陷入泥潭，司机取来一套滑轮组将汽车拉出。整个过程中，汽车沿水平方向向右移动了2m，汽车所受水平路面的摩擦力为车总重的0.12倍。（取）求： (1)绳端移动的距离； (2)至少要用多大的拉力才能拉动汽车？ 【答案】(1) (2) 【详解】（1）由图可知，拉动动滑轮绳子的段数 绳端移动的距离 （2）汽车所受的重力 汽车所受路面的摩擦力 拉出汽车所需要的拉力大小 题型三 机械效率 解｜题｜技｜巧 1.如何判断三种功： （1）动力做的功为总功，机械对物体做的功为有用功。 （2）分析滑轮组提升重物所做的有用功时，只考虑物重和提升的高度，不必考虑做功的路径、方式。 （3）分析额外功时，凡是克服机械本身的摩擦力而做的功，或克服机械本身重力而做的功都是额外功。 2.功率和机械效率的辨析 功率和机械效率都是机械本身性能的重要参数，但它们是完全不同的物理量，表示机械完全不同的两个方面，功率表示做功快慢，机械效率表示有用功占总功的比值。 （1）机械效率和功率之间没有任何关系。 （2）比较功率大小时要同时考虑功和时间。 （3）在比较机械效率的大小时，只考虑有用功或只考虑总功都是错误的。 【典例1】（2026·广东深圳·二模）《墨经》中记载了一种斜面引重车，可将重物通过绳子从斜面的底端匀速拉到顶端。该定滑轮的作用是________；若斜面长为2m，高为0.5m，重物重力为3000N后轮施加在绳子上的拉力大小为1000N（不计绳重、轴处的摩擦），拉力做功为________J，斜面的机械效率为________。 【答案】 改变力的方向 2000/ 【详解】定滑轮的物理特点是不省力，作用是改变力的方向。 拉力做的总功 提升重物做的有用功 斜面的机械效率为 【典例2】（25-26八年级下·北京延庆·期中）如图所示，小京分别用甲、乙两种不同的滑轮把同一桶沙子从一楼地面匀速竖直向上提到二楼。用甲滑轮时所做的总功为，机械效率；用乙滑轮时所做的总功为，机械效率为。关于和、和的大小关系，下列选项正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】甲是定滑轮，乙是动滑轮。两次提升的是同一桶沙子，提升高度相同（都到二楼），根据有用功公式 ，沙子重力、提升高度都相等，因此两次的有用功相等。 总功 ​：使用定滑轮甲时，额外功只有克服绳重、摩擦的小部分功，不需要提升动滑轮本身做功；使用动滑轮乙时，额外功除了克服绳重摩擦，还需要克服动滑轮自身重力做功，因此乙的额外功更大。 有用功相等，乙额外功更大，因此总功 机械效率公式 ，有用功相等，总功越小，机械效率越高，因此 综上，故C正确，ABD错误。 故选C。 【典例3】（2026·广东深圳·二模）用如图所示装置测量滑轮组的机械效率，部分实验数据如表。 实验次数 钩码重力G/N 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳子自由端移动距离s/cm 机械效率 1 2.0 5 1.0 15 66.7% 2 4.0 5 1.8 15 74.1% 3 4.0 10 1.8 30 74.1% (1)实验过程中，在竖直方向上缓慢拉动弹簧测力计，同时进行读数，应使钩码做______运动。 (2)汽车作为一种“机械”，提高效率对节能减排有重要意义。以下三种提高效率的方法中，方法______与1、2次实验给我们的启示相同。 方法一：鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量装满人员。 方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车重力。 方法三：经常给汽车做保养，保持良好的润滑。 (3)分析2、3次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度______（有关/无关）。 (4)小明想对测得的机械效率取平均值，并认为它是这个滑轮组准确的机械效率。你认为这种做法______（选填“正确”或“错误”），理由是______。 (5)实验过程中如果弹簧测力计在静止状态下读数，测得的机械效率将______（选填“偏大”“偏小”或“更准确”）。 【答案】(1)匀速直线 (2)一 (3)无关 (4) 错误 滑轮组的机械效率随物重增大而增大，求平均值无意义 (5)偏大 【详解】（1）实验中只有使钩码做匀速直线运动时，滑轮组受力平衡，弹簧测力计示数稳定，读数准确。 （2）对比1、2次实验：同一滑轮组，提升物重越大，机械效率越高，原理是：额外功不变时，增大有用功占总功的比例，提高效率。 三个方法中：方法一拼车装满人员，是在汽车额外功（克服自重等的功）不变时，增大有用功（运输人员的总功），提高效率，和实验结论一致；方法二减轻自重、方法三润滑减摩擦都是减小额外功提高效率，和实验结论不同。 （3）对比2、3次实验，物重相同，仅改变钩码上升高度，滑轮组机械效率不变，说明滑轮组的机械效率与钩码上升高度无关。 （4）这种做法错误，因为同一滑轮组提升不同物重时，机械效率不同，机械效率本身不是测量误差带来的差异，取平均值没有物理意义。 （5）静止读数时，不会存在滑轮和轴、绳子间的摩擦力，测得的拉力偏小，总功偏小，有用功不变，根据 ，计算得到的机械效率偏大。 【典例4】（2026·山东日照·一模）小丽家阳台上有一种升降晾衣架，如图，它是由4个定滑轮和2个动滑轮及横梁组成，拉动绳子的末端可以使晾衣架升降，假设在升降过程中衣架横梁始终保持水平。晾晒衣物时，若将重70N的衣物匀速提起0.8m，小丽需要用20N的拉力拉动绳子。求： (1)晾衣架提升衣服做了多少有用功？ (2)小丽做了多少总功？ (3)晾衣架的机械效率是多少？ 【答案】(1) 56J (2) 64J (3) 87.5% 【详解】（1）由题意和图可知，承担物重的绳子段数 提升衣服做的功为有用功 （2）绳子自由端移动的距离 拉力做的功为总功 （3）滑轮组机械效率公式为 即晾衣架的机械效率是87.5%。 【变式1】如图所示，工人师傅搬运货物时，在地面和卡车的车厢间倾斜放置一长的木板，将地面上重的货物沿长木板匀速推上高的车厢，用时，工人沿斜面向上的推力为。该过程中，下列说法正确的是（　　） A．使用该装置能省功 B．货物重力不做功 C．推力做功的功率为 D．该装置的机械效率为75% 【答案】C 【详解】A．斜面属于省力机械，但会让距离增加，所以总功并不会减少，同时根据功的原理可知，任何机械都不省功，故A错误； B．货物在重力方向上被抬高，也就说明在重力反方向移动距离，所以重力做了功，故B错误； C．推力做的总功为 推力做功功率为 故C正确； D．该过程中克服重力做的功是有用功为 所以机械效率为 故D错误。 故选C。 【变式2】（25-26九年级下·重庆梁平·期中）如图所示的电动起重机动滑轮装置，绳子一端固定，一端为自由端。将质量为540kg的建筑材料匀速提升10m，用时20s。已知电动机提供自由端拉力恒为3000N，g取10N/kg。下列说法正确的是（　　） A．该动滑轮的机械效率为90% B．提升过程中，该装置的有用功为 C．绳子自由端拉力功率为1500W D．该装置的动滑轮自重800N 【答案】A 【详解】A．已知滑轮组的，绳子移动距离和物体上升高度的关系为 机械效率，故A正确； B．物体的重力 有用功 故B错误； C．绳子自由端移动的距离 拉力做的总功 拉力的功率 故C错误； D．额外功 额外功包括提升动滑轮做的功，克服绳重和摩擦做的功，原题未说明忽略绳重和摩擦，不能计算动滑轮重，故D错误。 故选A。 【变式3】（2026·陕西·一模）在探究“影响斜面机械效率的因素”的实验中，同学们提出以下猜想： 猜想一：斜面的机械效率可能跟斜面的倾斜程度有关； 猜想二：斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关； 猜想三：斜面的机械效率可能跟物体的重力有关； 为了验证以上猜想，小铭和同学们找来棉布、两个相同的木块、一块长木板，并将其一端垫高，构成长度一定，高度可调的斜面。用弹簧测力计沿平行于斜面向上的方向拉着木块做匀速直线运动。记录木块的重力、拉力、斜面的高度和长度的数据如表所示，请完成相关问题。 实验次数 接触面 物重G/N 斜面高度h/m 斜面长度s/m 沿斜面拉力F/N 机械效率η 1 木板 2 0.2 1 0.7 57.1% 2 木板 2 0.4 1 1 80% 3 木板 2 0.5 1 1.1 ___________① 4 毛巾 2 0.5 1 1.4 71.4% 5 毛巾 4 0.5 1 2.8 71.4% (1)表格中①处的数据应该为___________（保留到0.1%） (2)分析1、2、3三次实验数据，可以验证猜想___________是正确的；在第2次实验中，木块所受的摩擦力为___________N； (3)分析___________两次实验数据，可知在其他条件一定时，斜面越粗糙，机械效率越小； (4)分析数据可知，斜面的机械效率与物体的重力___________（选填“有关”“无关”）； (5)由实验数据可知，使用斜面可以___________（选填“省力”或“省功”）； (6)实验结束后，小铭和同学对实验过程进行了反思：在测木块的重力前沿竖直方向对弹簧测力计进行了调零，测完重力后就开始测量沿斜面向上的拉力，这可能会对机械效率的测量结果有影响。你认为这样的操作会使得测量的机械效率___________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】(1)90.9% (2) 一 0.2 (3)3、4 (4)无关 (5)省力 (6)偏大 【详解】（1）第3次实验的机械效率为 （2）[1]1、2、3次实验中，接触面粗糙程度、物重相同，斜面倾斜程度（高度）不同，机械效率不同，因此验证了“猜想一（斜面的机械效率可能跟斜面的倾斜程度有关）”是正确的。 [2]有用功为 总功为 额外功为 额外功由克服摩擦力做功产生，，因此，木块所受的摩擦力为 （3）要验证猜想二，需控制物重、斜面倾斜程度相同，改变接触面粗糙程度。因此选择3、4两次实验（物重均为2N，高度均为0.5m，接触面分别为木板和毛巾），可得出：在其他条件一定时，斜面越粗糙，机械效率越小。 （4）实验4、5中，接触面、斜面倾斜程度相同，物重分别为2N和4N，机械效率均为71.4%，说明斜面的机械效率与物体的重力无关。 （5）对比拉力F与物重G，第1次： 第2次： 所有实验中拉力均小于物重，说明使用斜面可以省力。 （6）弹簧测力计在竖直方向调零，其自身的重力已被计入零点。当沿斜面方向使用时，其自身重力沿斜面向下的分力小于其自身重力，导致弹簧测力计的读数F偏小。根据，F偏小，计算出的总功偏小，因此机械效率的测量结果会偏大。 【变式4】（2026·安徽合肥·一模）家电“国补”政策拉动了消费，给市民带来了实惠。某小区业主购买了一台100英寸电视机，由于楼梯、电梯空间不足，工人师傅采取室外吊装方式上楼。已知电视机及包装箱总质量为72kg。吊装时工人师傅用滑轮组在100s内将包装箱匀速提高20m，示意图如图所示。每个滑轮重，不计绳重及摩擦，取。求： (1)电视机及包装箱总重； (2)工人所施加的拉力做功的功率； (3)上述过程中，该装置的机械效率。 【答案】(1)720N (2)160W (3)90% 【详解】（1）电视机及包装箱总重 （2）由图可知，动滑轮由两段绳子承担，拉力为 包装箱上升的速度 则绳端的速度 拉力F的功率 （3）滑轮组的机械效率为 期末基础通关练（测试时间：10分钟） 1．如图所示，是根据历史资料制作的抛石机模型。O为支点，A为重物，在B端放上“石弹”，松开绳索，“石弹”被抛出，重物A的________能是“石弹”被抛出的能量来源；若想增大“石弹”的射程，可以尝试________（写出一种改进方法）。 【答案】 重力势 减小“石弹”自身的重力 【详解】松开绳索后，重物A下降，重力势能转化为石弹的动能；“石弹”射程不够远，除了调整动力臂长度之外，还可以增大重物的重力，使杠杆对“石弹”做功增大，从而增大射程，或者在杠杆对“石弹”做功不变时，减小“石弹”自身重力，增大射程。 2．如图所示，轻质杠杆AB长为2m，AO长为0.4m，物体G的重力为40N，为使杠杆水平平衡，在B点应至少施加一个__________N的力F，方向__________。如果G为80N，为使杠杆水平平衡，在B点应至少施加一个____________N的力。 【答案】 10 竖直向下 20 【详解】支点O，阻力大小等于物体G的重力，这个力使杠杆产生逆时针转动趋势，阻力臂 所以需要在B点施加一个竖直向下的动力F，此力使杠杆产生顺时针转动趋势，并且动力臂 最大，需要动力最小。 根据杠杆平衡条件 当时 当时 3．如图所示，这是一种健身用的简易拉力器，它的滑轮属于________（选填“定”或“动”）滑轮，作用是改变力的________，不计绳重和摩擦，配重的重力为200N，人拉动配重的最小力为________N。 【答案】 定 方向 200 【详解】定滑轮的轴固定不动，动滑轮会随被拉物体一起运动。图中滑轮的轴固定在墙面上，位置不变，因此属于定滑轮；定滑轮不省力，但可以改变力的方向，方便施力； 不计绳重和摩擦时，定滑轮不省力，拉力大小等于配重的重力，因此最小拉力 4．如图所示是公共场所残疾人专用斜面通道。现用平行于斜面向上大小为150N的推力将一位坐轮椅的老人沿4m长的斜面匀速推上0.6m高的平台。若老人与轮椅总重700N，不计空气阻力，则该斜面的机械效率为________。 【答案】70% 【详解】有用功为 总功为 机械效率 5．如图所示是生活中几种常见的杠杆，其中属于省力杠杆的是（　　） A．开瓶器 B．筷子 C．托盘天平 D．鱼竿 【答案】A 【详解】A．开瓶器在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故A符合题意； B．筷子在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故B不符合题意； C．托盘天平在使用时，动力臂等于阻力臂，属于等臂杠杆，故C不符合题意； D．鱼竿在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故D不符合题意。 故选A。 6．如图所示，是自卸车的示意图，车厢部分可视为杠杆，则下列分析错误的是（　　） ①C点是支点 ②液压杆B施的力是动力，货物重力是阻力 ③物体A放在车厢后部可省力 ④物体A放在车厢前部可省力 A．只有①和② B．只有①和③ C．只有③和④ D．只有②和④ 【答案】D 【详解】①由图可知车厢绕着点C转动，所以C点为支点，故①说法正确； ②液压杆B施的力是使杠杆转动的力，是动力，货物重力是货物受到的力，不是杠杆受到的力，所以不是阻力，故②说法错误； ③当物体A放在车厢的后部时，动力臂大于阻力臂，可以省力，故③说法正确， ④物体A放在车厢前部，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，不能省力。故④说法错误。 故分析错误的是②④，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 7．图甲所示为某种开瓶器的操作方式，将其部分简化为如图乙所示的杠杆，开瓶器与瓶盖接触的点为支点，开瓶器受到的阻力为。请作出作用在点的最小动力的示意图及阻力的阻力臂（保留作图痕迹）。 【答案】 【详解】从支点O作阻力F2作用线的垂线，则支点到垂足的距离为阻力臂l2。 由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点在O点，因此OA作为动力臂最长；在开瓶盖时，动力的方向应该向右，过点A垂直于OA向上作出最小动力F1的示意图，据此作图。 8．图甲是手持式起钉器。在起钉时整个起钉器可以看作一个杠杆，可以取门形钉（）和U形钉。使用时将起钉撬板插入钉子里，然后往下扳动手柄，使钉子出来，其简化图如图乙，支点为。请画出在点用力将钉子起出来的最小力及力臂。 【答案】 【详解】根据杠杆平衡原理，在阻力与阻力臂固定时，动力臂越长，所需动力越小。力臂是支点O 到力F作用线的垂直距离。当F的方向垂直于OA时，力臂，达到最大值。为拔出钉子，F的方向应垂直于OA并指向右下方。连接支点与力的作用点，这就是最长力臂，过作用点A作OA的垂线，力的方向应垂直于OA向下，标上箭头和符号F。据此作图。 9．如图所示，用滑轮组将重为的物体匀速提升，若不计滑轮重、绳重和摩擦，拉力的大小为（　　） A． B．200N C． D．1200N 【答案】C 【详解】观察滑轮组，有2段绳子承担动滑轮和物重，不计滑轮重、绳重和摩擦，拉力 故选C。 期末重难突破练（测试时间：10分钟） 10．如下列图片所示，不计绳重、滑轮重和绳子与滑轮之间的摩擦，用三种不同的方式分别拉同一物体在同一水平地面上做匀速直线运动，所用拉力分别为、、。它们的大小关系正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】不计绳重、滑轮重和绳子与滑轮之间的摩擦：假设物块与地面的摩擦力为 �� ，左滑轮为定滑轮，处于绳端，所以 ；中滑轮为动滑轮， 处于绳端，则；右滑轮为动滑轮，滑轮、物体匀速运动，滑轮受到向左的力 等于向右的拉力 ，即 ，故，故A正确，BCD错误。 故选A。 11．如图所示，用甲、乙两个滑轮组在相同时间内分别将物体M、N匀速提升，拉力分别为、，此过程相关数据如图所示.下列有关此过程的说法中，正确的是（　　） A．甲、乙两滑轮组中，绳子自由端移动的距离关系为 B．甲、乙两滑轮组的机械效率关系为 C．物体M、N的重力大小关系为 D．提升物体时两拉力的功率大小关系为 【答案】C 【详解】A．由图可知，甲滑轮组中，动滑轮上绳子股数，绳子自由端移动的距离 乙滑轮组中，动滑轮上绳子股数，绳子自由端移动的距离 则，故A错误； B．由图可知，甲滑轮组中，拉力做的有用功 乙滑轮组中，拉力做的有用功 则甲滑轮组的机械效率 乙滑轮组的机械效率 则，故B错误； C．甲、乙滑轮组中，拉力做的有用功 提升高度相同，由可知，，故C正确； D．由图可知，甲、乙滑轮组中，拉力做的总功，提升的时间相同，由可知，两拉力的功率，故D错误。 故选C。 12．某同学在家利用一模一样的两个衣架组装成简易滑轮组。如图所示，他将重为3N的矿泉水瓶匀速提升0.5m，绳端拉力大小只有0.8N（不考虑绳子的自重和摩擦g取10N/kg），下列说法正确的是（　　） A．甲衣架与天花板之间那段绳子的拉力为4.8N B．乙衣架的质量为1kg C．自由端绳子通过的距离为3m D．拉力F所做的有用功为1.5J 【答案】D 【详解】由图可知，甲衣架相当于定滑轮，乙衣架相当于动滑轮，承担物重的绳子段数； B．不考虑绳子的自重和摩擦，根据 可知，动滑轮（乙衣架）的重力 则乙衣架的质量，故B错误； A．甲衣架的重力 绕过甲衣架的绳子有6段，不考虑绳子的自重和摩擦，则甲衣架与天花板之间那段绳子的拉力，故A错误； C．自由端绳子通过的距离，故C错误； D．拉力F所做的有用功，故D正确。 故选D。 13．如图所示，杠杆水平平衡。下列操作中会使弹簧测力计示数变小的是（    ） A．增加钩码的个数 B．将钩码悬挂点的位置向左移 C．保持拉力方向不变，将弹簧测力计向右移 D．保持弹簧测力计悬挂点的位置不变，使其顺时针旋转45° 【答案】C 【详解】根据杠杆平衡条件，其中为弹簧测力计的示数（即动力），为动力臂，为钩码的总重力（即阻力），为阻力臂。要使弹簧测力计的示数变小，在阻力和阻力臂的乘积不变的情况下，需要增大动力臂或者在动力臂不变的情况下，减小阻力臂。 A．增加钩码的个数，增大了阻力，而动力臂和阻力臂均不变，根据可知，会变大，故A不符合题意； B．将钩码悬挂点的位置向左移，增大了阻力臂，而阻力和动力臂均不变，根据可知，会变大，故B不符合题意。 C．保持拉力方向不变，将弹簧测力计向右移，增大了动力臂，而阻力和阻力臂均不变，根据可知，会变小，故C符合题意。 D．保持弹簧测力计悬挂点的位置不变，使其顺时针旋转45°，拉力方向不再与杠杆垂直，导致动力臂变小，而阻力和阻力臂均不变，根据可知，会变大，故D不符合题意。 故选C。 14．如图所示，斜面底端A点到斜面上B点的距离L为80cm，B点距水平地面高度h为20cm。沿斜面向上用0.8N的拉力F将重为2N的木块匀速拉到图中虚框所示位置，用时2s。这段过程中拉力F做的功为W，功率为P，斜面的机械效率为η，木块在该斜面上受到的滑动摩擦力为f。下列说法中（　　） ①W=0.4J　②P=0.32W　③η=62.5%　④f=0.8N A．只有②③正确 B．只有①②④正确 C．只有③④正确 D．只有①③④正确 【答案】A 【详解】已知拉力，斜面长度 推力F所做的总功为 故①错误； 已知时间，推力的功率 故②正确； 已知B点距水平地面高度 木块重力，则有用功 斜面的机械效率 故③正确； 额外功 又因为，所以滑动摩擦力 故④错误。 只有②和③正确，故选A。 期末综合拓展练（测试时间：10分钟） 15．小黎和小明用一个两侧对称，质地均匀的衣架，在家探究“杠杆的平衡条件”。 (1)小黎将衣架悬挂起来，如图（a）所示，衣架恰好在水平位置平衡。衣架相当于一个__________杠杆，其支点是______（填“”或“”）； (2)在衣架两侧、位置，分别用细线悬挂数量不同的凤尾夹（每个凤尾夹重力均为），使衣架在______位置平衡，如图（b）所示，并用刻度尺测量出到、两点的距离，即可得到两侧的力臂的数值。实验数据如下表所示： 次数 左侧 右侧 1 0.3 20 0.4 15 2 0.1 12 0.3 4 3 0.2 8 0.2 8 4 0.4 10 0.2 20 5 0.5 10 0.2 ？ 根据前四次实验数据，可得出杠杆平衡的条件是：当杠杆平衡时，______；（用公式表示） (3)如图（c）是第五次实验的情景，请根据杠杆平衡的条件，将表格中的数据补充完整：______； (4)小明认为小黎测量的到、两点的距离其实并不是力臂，这对实验结论的得出______（填“A．有”或“B．没有”）影响； (5)小明在衣架上距均为的、位置上，分别挂上了2个和3个凤尾夹，静止时如图（d）所示，此时，衣架处于______（填“A．平衡”或“B．非平衡”）状态，此时，、两点到的距离______（填“A．等于”或“B．不等于”）力臂。 【答案】(1) 等臂 O1 (2) 水平 (3)25 (4)B (5) A B 【详解】（1）衣架关于O1O2是对称的，小黎将衣架悬挂起来，如图（a）所示，衣架恰好在水平位置平衡，衣架相当于一个等臂杠杆；因衣架可绕O1转动，故其支点是O1。 （2）在衣架两侧A、B位置，分别用细线悬挂数量不同的凤尾夹，使衣架在水平位置平衡；根据前四次实验数据有 可得出杠杆平衡的条件是。 （3）由杠杆平衡的条件得 解得。 （4）小明认为小黎测量的O2到A、B两点的距离其实并不是力臂，但是在衣架在水平位置平衡时测量的，O2到A、B两点的距离和真实力臂相等，所以不会影响实验的结果。 （5）衣架静止在如图（d）所示位置，衣架处于静止状态，所以此时衣架处于平衡状态；力臂是支点到力的作用线的垂直距离，所以C、D两点到O2的距离不等于力臂。 16．如图所示，支撑杠杆水平平衡的支架AOB随物体M在水中能上下运动，杠杆保持水平平衡，轻质杠杆LOA∶LOB=2∶5，某同学质量为50kg，人与地面的接触面积为250cm2，利用这个装置将物体匀速放入容器中，在M被浸没在水里的过程中，用力F1拉动绳自由端匀速竖直向下运动时，人对地面的压强为1.2×104Pa。已知物体M的体积是0.05m3，动滑轮的重力为60N。（杆的自重、绳的重力、滑轮与绳的摩擦及液体对物体的阻力不计，g=10N/kg）求： (1)物体M浸没在水里受到的浮力； (2)拉力F1的大小； (3)物体M的密度； (4)物体M被浸没在水中的过程时，滑轮组的机械效率。 【答案】(1) (2) (3) (4) 【详解】（1）物体M浸没在水中，排开水的体积等于自身体积，即，根据阿基米德原理，物体受到的浮力为 （2）人与地面的接触面积为 人对地面的压力为 则地面对人的支持力为，人受到的重力为 人处于平衡状态，绳子拉力等于重力减去地面对人的支持力，因此拉力为 （3）动滑轮上绳子段数，动滑轮重力，因为动滑轮匀速运动受力平衡，有，则杠杆B端受到的拉力 已知，因为杠杆处于平衡状态，则杠杆A端受到的拉力为 绳子对物体M的拉力，物体M处于平衡状态，对M受力分析，有 物体M的质量 物体M的密度 （4）不计绳重和摩擦，额外功为克服动滑轮重力做的功，设动滑轮上升高度为，滑轮组的机械效率为 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $